Способ управления процессом увлажнения табачного сырья в вакуум-увлажнительной установке Советский патент 1990 года по МПК A24B3/04 

Изобретение относится к производству табачных изделий и может быть использовано при увлажнении табачного сырья в вакуум-увлажнительных установках.

Цель изобретения - снижение потерь табачного сырья и повышение качества готовых изделий.

Способ управления процессом увлажнения табачного сырья в вакуум-увлажнительной установке осуществляют следующим образом.

Перед увлажнением измеряют габариты тюков и температуру табака в них, среднюю толщину листьев табака, давление пара, подаваемого в камеру, температуру внутри и снаружи камеры в зависимости от измеренных параметров производят расчет текущей средней влажности сырья по модели для каждо15671444

заданной влажности сырья, а подачу пара и/или воды прекращают в момент достижения равенства текущей расчетной средней влажности сырья и заданводы по режиму увлажнения, соответ- 5 ной. Уравнения модели процессов теп- ствующему режиму, в котором текущая ло- и массообмена в вакуум-камере средняя расчетная влажность равна имеют следующий вид:

го режима увлажнения, сравнивают полученную величину с заданной величиной влажности сырья и устанавливают последовательность подачи пара и/или

Изобретение относится к производству табачных изделий и может быть использовано при увлажнении табачного сырья в вакуум-увлажнительных установках. Цель изобретения - снижение потерь табачного сырья и повышение качества готовых изделий. Данный способ предусматривает то, что перед началом увлажнения измеряют для каждого типа табака размеры, влажность, плотность и температуру тюков (кип), среднюю толщину табачных листьев, давление пара, подаваемого в вакуум-камеру, температуру внутри и снаружи камеры. Полученные данные используют для расчета по модели, в результате которого определяют условия (количество циклов увлажнения, давление и температуру в вакуум-камере в каждом цикле), при которых достигается заданная влажность сырья. В соответствии с полученными результатами осуществляют выдачу заданий на включение и выключение вакуум-насоса и включение и отключение исполнительных механизмов подачи пара и воды в вакуум-камеру. Операции измерения, вычислений и выдачи заданий на реализацию управляющих воздействий повторяются для каждого процесса увлажнения, отличающегося характеристиками сырья или условиями протекания процесса, что позволяет добиться стабильной средней влажности сырья после увлажнения для табаков с различными свойствами и для процессов с различными условиями протекания. 1 табл.

пП F2JS

Pr

05

1 + a

13 + F,

35a5

л- OC(1

fs-iir p - +pN

PJ

F«- + sЈfpT

F,5 a95a(Q1 + 0,jS) +Щр

Э5 C)5a PpfT Ј. 0KJ5 fiij- 5 + (0KPj5-0Kj.15), К

I25a5

Pr)6 -яг;

СП

PJ-«

P,- p,. + с) -5 - cp;. -p., )-„ . - Рн - Ч-, - (ti - СМ } Х

те«л/J- u|J1

х (t)M - t ) - a5itn,-.,pj. , + ajAfCj., ;

p рГ, V V (t.ep - t,., ) + | „,.-( p-, -P. ,) a,sujp - авд€ль (tf., - t,., ) - / - t ) - - , p, + ,;, ;JJ

tj ij , + a,,&iUr, (tj., - t, ) - a AOCtj., - t&);

тел тед J

;e; + ., -17;;);

605

273 + t,-:

. UO - Pr( P0 |Ј-I-iЈL+ 1.62Г;, , Pj - в ата.

При t

Ј t

j-, GJ., a,

+ -1- P:.. +ut -7-(

/V, - pj., ), me 0;

--b-.- pn-p;rf,) a5 J -af

m

1 t;., - tj. a5

,24 103b

t

л Il-J-Z ti-i.

n

j, если m , 0;

w. , в противном случае.

„ J m

При t, tj.,

3 - 2f - - 0.153 10-b. , t; tj.f ;

,-,, , ntflCp,.., -P.) -AtC,;.,;

H

P, -.

PJ-.

,-, -(t.M -tj.+a I-rrCtj., -t),

О h - ifп ЛЛыттмоити

; Ь - коэффициенты.

СП

PJ-«

605

273 + t,-:

0 |Ј-I-iЈ

PJ-.

rr

При описании модели приняты следующие обозначения: дх - пространственная координата, направленная по нормали к боковой поверхности тюка, х. - координата центра люка;

Л .

,0

с

Об

расходы пара перегретой воды в камере; Оп, Г,6 Д L - время, и

расходы пара и воды в межлистовом канале тюка при (условной) концентрической послойной развертке тюка перпендикулярно оси ОХ, Р5 - давление в межлистовом канале; 00, рв - плотности пара и воды в межлистовом канале, run . /U 0 - коэффициенты динамической вязкости пара и воды в межлистовом канале; Нш- площадь поперечного сечения межлистового канала, COg - поперечное сечение потока поды в межлистовом канале; ($ - число листовых промежутков, приходящееся на единицу длины по высоте тюка (по нормали к плоскости укладки); f( - поверхность листьев, приходящаяся на единицу объема тюка, - отношение объема занимаемого межлисторыми щелями к объему тюка, u средняя толщина листа; Г. - длина, 1, - ишрика Н - высота тюка , t - температура насыщенного пара при давлении Г5; tT - температура табака; t - температура наружного воздуха в помещении, где расположена камера, t - температура внутри камеры, t - pa стенок камеры; тележек tne - температура перегретой воды в сатураторе; Р - давление в камере; р - плотность влажного паI СП

ра в камере , р - плотность сухого насыщенного пара при давлении Р в камере; X - удельная масса сухого насыщенного пара, содержащегося во влажном насыщенном паре; VK - объем прогргдняя температу-г а «

t - температура

г

с; t; IM . о /

55/W, 2 4

2Т

1 - V5 Б

я ,., а

(VK - V,

С4 1

- I.5I.ris) ;

5 Е2F

в а5 г а9 as г

-Z-. а лХ°. СМК ПсМк

Расчет по уравнениям ведется в следующем порядке:

5

0

5

0

0

странствл внутри камеры; ж - объем, занимаемый тележками; Кпл - площадь пола камеры; F - поверхность внутренних стенок камеры, F - внешняя по,,тел верхность камеры; h - поверхность

одной тележки; Вц - ширина слоя при концентрической послойной развертке тюка; М - масса всех стенок камеры; МТел масса одной тележки; 0 - вла- госодержание в тюке (в листовой части) ; 0Р - равновесное влагосодержа- ние в тюке (в листовой части), а - коэффициент сушки; ciT - коэффициент теплоотдачи к стенкам межлистовых каналов (поверхности листьев внутри тюка) , г( - дифференциальная теплота набухания; г - удельная теплота конденсации, Св - теплоемкость конденсата; с - средняя теплоемкость материала стенок камеры, Сст - теплоемкость сухого табака (листовой части); m - масса конденсата в нижней части

х ТРЛ

камеры; (, - теплоемкость материала, из которого сделаны тележки; WQe - средняя скорость гравитационного оседания водяной пыли в условиях вакуум-камеры, осг ства сухого (9 0) табака; р плотность вещества табака с учетом содержания в нем воды; об - коэффициент теплоотдачи к стенкам камеры, uL СЛ - коэффициент теплоотдачи к поверхности тележек,1 ni° - коэффициент теплоотдачи внешней поверхности ка- меры,1 I) - коэффициент, учитывающий производительность вакуум-насоса; S - индекс роста таОака; П5 - число тюков табака сорта S, загружаемых в камеру.

- плотность вещечТ

Коэффициенты а|5 рассчитываются по формулам:

2

25

per Ј«

15

(1 () Б,,К;

тел

т, т ел

3

. ifi

М

а) производится расчет для увлажнения только паром, т.е. при G° О, П° 0;

производится расчет для увлаж., оп

только водой, т.е. при G - О

о;

в) производится расчет для увлажнения паром и водой совместно, т.е. при G° 0 0ой 4 0.

В ходе каждого из расчетов а), б), в) периодически сравнивают расчетное текущее значение средней влажности сырья (0) с заданной влажностью.

Если в ходе одного из расчетов а), б) в) расчетная средняя влажность становится равной заданной, расчет прекращают и фиксируют расчетные зна- чения давления и температуры в вакуум-камере в момент достижения равенства текущей расчетной средней влажности и заданной влажности сырья.

Если заданная влажность не достигается за один цикл увлажнения (т.е. рассчитанное в а) , б , в) значение давления в камере становится выше предельно допустимого, а заданная влажность не достигнута), производится расчет второго и, если необходимо последующих циклов увлажнения аналогично расчету первого цикла.

Результаты расчета приведены в таблице (увлажняют табачное сырье: партия мешков, сорт Астра, количество 1000 кг, рекомендуемый режим увлажнения в вакуум-камере: достижимое начальное разрежение 80,0%, допустимое значение разрежения 20,07 заданная средняя влажность 18,0%). Результаты расчета выдаются машинисту-оператору вакуум-камеры, который, руководствуясь рекомендациями воздействует на органы управления вакуум-камеры (подача пара и воды в камеру, включение и отключение вакуум-насоса) , реализуя рассчитанный режим управления.

Операции измерений, вычислений и выдачи заданий на реализацию управляющих воздействий повторяются для каждого процесса увлажнения, отличающегося характеристиками сырья или условиями протекания процесса, что

5

0

5

0

0

0

5

позволяет достичь стабильной заданной средней влажности сырья после увлажнения для Табаков с различными свойствами и для процессов с различными условиями протекания.

Рассчитанный режим управления может быть также реализован и автоматически в режиме прямого цифрового управления либо путем задания уставок программным регулятором.

Предлагаемый способ может быть осуществлен на любой вакуум-камере, оснащенной датчиками давления и температурь: и исполнительными механизмами подачи пара и воды.

Использование способа позволяет уменьшить потери табачного сырья и повысить качество готовых изделий.

Формула изобретения

Способ управления процессом увлажнения табачного сырья в вакуум-увлажнительной установке, предусматривающий измерение начальной влажности и плотности табачных тюков, измерение давления внутри вакуум-камеры и подачу пара и воды, отличающий- с я тем, что, с целью снижения потерь табачного сырья и повышения качества готовых изделий, перед увлажнением измеряют габариты тюков и температуру табака в тюке, среднюю толщину листьев табака, давление пара, подаваемого в камеру, температуру внутри и снаружи камеры и в зависимости от измеренных параметров производят расчет текущей средней влажности сырья по модели для каждого режима увлажнения, сравнивают полученную величину с заданной величиной влажности сырья и устанавливают последовательность подачи пара и/или воды по режиму увлажнения, соответствующему режиму, в котором текущая расчетная средняя влажность равна заданной влажности сырья, а подачу пара и/или воды прекращают в момент достижения равенства текущей расчетной средней влажности сырья и заданной.

Разрежение, при котором выключается подача пара (и воды), %

Выдержка времени в конц цикла, мин

Прогнозируемое среднее недоувлажнение, 7Разрежение, при котором выключается вакуум-насос, 7,

Разрежение, при котором выключается подача пара и воды, 7.

Выдержка времени в конц цикла, мин

Редактор А.Огар

Составитель Г.Богачева

Техред Л.Олийнык Ьорректор Н.Король

Заказ 1278

Тираж 271

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская каб., д. 4/5

---------- - -

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

28,8 11 ,0 О

О

(|

20,0 2,0 О

57,2

53,2 6,

Подписное